1、实验题专练(2)1.(2019山东菏泽模拟)甲、乙两同学在同一实验室做“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验。(1)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示,在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示,打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz,从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,该小车的加速度为m/s2(结果保留两位有效数字)。(2)两同学各取一套图示的装置放在水平桌面上,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度与拉力F的关系,分别得到图丙中甲、乙两条直线,图线斜率为,则甲、乙两同学用的小车与木板间的动摩擦因数的关系为甲乙
2、。(选填“大于”“小于”或“等于”)答案(1)0.15(2)小车质量的倒数大于解析(1)每5个点取一个计数点,则T=0.1 s,连续相等时间内的位移之差x=0.15 cm,根据x=aT2得小车的加速度a=xT2=0.1510-20.01 m/s2=0.15 m/s2。(2)设小车的质量为m,在没有平衡摩擦力的情况下,根据牛顿第二定律得F-mg=ma,解得a=Fm-g,可知a-F图线斜率为1m,即小车质量的倒数;纵轴截距的绝对值为g,由a-F图线可知甲g乙g,所以甲乙。2.(2019福建龙岩质检)某兴趣小组想测量一卷弹性可忽略的尼龙线可承受的最大拉力,他们选择使用拉力传感器和钢卷尺来完成实验。他
3、们首先从整卷线上剪下一段样品线(重力不计),穿上一个质量很小且光滑度很高的小环,然后将线两端分别固定在两根竖直杆上的两个适当位置A、B,如图所示,用拉力传感器拉住小环,竖直向下逐渐增大拉力,直到将线拉断。(1)第一次实验测量时,发现传感器的示数已经很大了但仍没有拉断尼龙线,他们分析发现尼龙线的长度不合适,应当将尼龙线长度(填“加长”或“缩短”)。(2)正确调整后进行第二次实验,竖直向下拉光滑小环,逐渐增大拉力,当观察到传感器示数为F时尼龙线被拉断。(3)该兴趣小组要想得到尼龙线可承受的最大拉力,还需要测量的物理量是(并写出相应的符号)。(4)写出计算承受最大拉力的表达式,Fm=。答案(1)缩短(3)两杆之间的距离d,尼龙线的长度l(4)Fl2l2-d2解析(1)对小环受力分析,如图所示。根据平衡条件得2FT cos =F,解得FT=F2cos,当尼龙线的长度缩短时,两尼龙线之间的夹角增大,则 cos 减小,故在相同大小的力F作用下,拉力FT增大,更容易达到尼龙线的最大拉力,故应缩短尼龙线的长度。(3)(4)设两杆之间的距离为d,两杆之间尼龙线的长度为l,由几何关系得cos =l2-d2l,则Fm=Fl2l2-d2。
